Cách giải các dạng bài tập tính các đại lượng tức thời trong mạch dao động LC
Trong bài này, HocThatGioi sẽ chia sẻ cho các bạn về Cách giải các dạng bài tập tính các đại lượng tức thời trong mạch dao động LC, bài viết này sẽ giúp các bạn nắm được các công thức và cách giải của các dạng bài tập tính các đại lượng tức thời và HocThatGioi sẽ cho các bạn những bài tập rèn luyện để giúp chúng ta giải quyết bài tập một cách trôi chảy nhé!
1. Dạng bài tập tính giá trị tức thời của cường độ dòng điện, điện tích trong mạch dựa phương trình bảo toàn năng lượng.
Để giải tốt dạng bài này ta cần nắm được những công thức liên quan đến giá trị tức thời của dòng điện cũng như điện áp.
1.1 Công thức tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế thức thời trong mạch:
Dưới đây là các công thức tính cường độ dòng điện i và hiệu điện thế u trong mạch:
\frac{1}{2}Cu^2+\frac{1}{2}Li^2=\frac{1}{2}CI_0^2\to i=\sqrt{\frac{C(U_0^2-u^2)}{L}}
U_0, I_0 là hiệu điện thế và cường độ dòng điện cực đại
u, i là hiệu điện thế và cường độ dòng điện tức thời
1.2 Ví dụ minh họa:
Sau đây là ví dụ để tính cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
i=\sqrt{\frac{C(U_0^2-u^2)}{L}}
Thay số ta được:
i=\sqrt{\frac{6.10^{-6}(14^2-8^2)}{25.10^{-3}}}\approx 0,18 A
1.3 Bài tập rèn luyện:
Mạch dao động LC gồm tụ C=0.8mF và cuộn cảm thuần L=12mH. Biết giá trị cực đại của cường độ dòng điện trong mạch là I_0=8A. Tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời trong mạch là i=3A thì hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện là bao nhiêu?
2. Dạng bài tập tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế tức thời trong mạch dựa vào công thức liên hệ.
Dưới đây sẽ là các công thức và ví dụ minh hoạ để chúng ta có thể nắm rõ hơn dạng bài này nhé.
2.1 Công thức liên hệ:
Những công tức liên hệ để giải nhanh dạng bài tập này:
\to\frac{i^2}{I_0^2}+\frac{u^2}{U_0^2}=1
Khi W_{điện}=n.W_{từ} thì:
i=\pm\frac{I_0}{\sqrt{n+1}}
u=\pm\frac{U_0}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}
q=\pm\frac{Q_0}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}
Khi W_{từ}=n.W_{điện} thì:
i=\pm\frac{I_0}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}
u=\pm\frac{U_0}{\sqrt{n+1}}
Q=\pm\frac{Q_0}{\sqrt{n+1}}
U_0, I_0, Q_0 là hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện tích cực đại
u, i là hiệu điện thế cường độ dòng điện, điện tích tức thời
2.2 Ví dụ minh họa:
Ví dụ tính cường độ dòng điện tức thời bằng công thức liên hệ:
\frac{i^2}{I_0^2}+\frac{u^2}{U_0^2}=1\to i=\sqrt{\frac{5(20^2-15^2)}{20^2}}\approx 3,3A
Ví dụ tính điện tích tại thời điểm năng trượng điện trường trong mạch bằng n lần năng lượng từ trường trong mạch
q=\pm\frac{Q_0}{\sqrt{1+\frac{1}{n}}}
thay số ta được:
q=\pm\frac{10}{\sqrt{1+\frac{1}{3}}}=5\sqrt{3}\approx8,7C
2.3 Bài tập rèn luyện:
Sau đây là 3 bài tập giúp chúng ta rèn luyện kĩ hơn về dạng bài tập này:
Bài 1: Cho mạch dao động LC gồm tụ C và cuộn cảm thuần L. Biết cường độ dòng điện cực đại trong mạch là I_0=10A, tần số góc của mạch là \omega=2\pi rad/s. Tại thời điểm hiệu điện thế tức thờiu=5V thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng bao nhiêu?
Bài 2: Trong mạch điện dao động điện từ LC, cho hiệu điện thế cực đại U_0=15V. Tại thời điểm năng lượng từ trường bằng 2 lần năng lượng điện trường thì hiệu điện thế tức thời u bằng bao nhiêu?
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Cách giải các dạng bài tập tính các đại lượng tức thời trong mạch dao động LC. Nếu thấy hay hãy chia sẽ cho bạn của mình cùng học và đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi này càng phát triển hơn nhé!
